Плътността на въздуха варира. Там, където е по-малък, въздухът е разреден. Нека разберем какво означава разреден въздух и с какви характеристики се характеризира.
Газовата обвивка на Земята
Въздухът е нематериален, но изключително важен компонент на нашата планета. Участва в процеса на енергиен обмен, като поддържа всички жизнени функции на организмите. Той насърчава предаването на звуци, предпазва Земята от хипотермия и я предпазва от прекомерна слънчева радиация.
Въздухът е външната обвивка на планетата, наречена атмосфера. Състои се от много газове: неон, аргон, водород, метан, хелий, криптон и др. Основен дял са кислородът и азотът, които съставляват от 98% до 99% от въздуха.
Съотношението на газовете и тяхното количество може да варира. И така, поради изгорелите газове на автомобили и емисиите на фабрики, градският въздух е по-наситен с въглероден диоксид. В горите, в райони, където няма индустрии, количеството кислород се увеличава. Но в пасищата делът на метана, който кравите отделят по време на храносмилането, нараства.
Плътност на въздуха
Плътността на газовата обвивка се влияе от много фактори, в различни части на света и в различнитя се различава по височина. Въздухът с ниска плътност е разреден въздух (от думата "рядък"). Колкото по-рядко е, толкова по-далеч са молекулите му една от друга.
Плътността показва колко въздух има в един кубичен метър обем. Стандартът за тази стойност е 1,293 килограма на кубичен метър при нормални условия и сух въздух.
В физиката е обичайно да се прави разлика между специфична и масова плътност. Specific определя колко въздух тежи в един кубичен метър. Зависи от географската ширина и инерцията от въртенето на планетата. Масата се определя въз основа на барометрично налягане, абсолютна температура и специфична газова константа.
Основните модели на възникване и принципите на разредения въздух са описани от закона на Гей-Люсак и Бойл-Мариот. Според тях колкото по-висока е температурата и по-ниско налягане, толкова по-рядък е въздухът. В същото време неговата влажност също е важна: с увеличаването му плътността намалява.
Разреден въздух и надморска височина
Силата на привличане на Земята, подобно на магнит, привлича към себе си всички налични за нея тела. Следователно ние вървим, а не хаотично се реем в пространството. Следователно на дъното се събират повече молекули материя, което означава, че нейната плътност и налягане също са по-високи на земната повърхност. Колкото по-далеч от него, толкова по-малко са тези показатели.
Забелязали ли сте, че докато се изкачвате на големи височини, като например в планините, става по-трудно да дишате? Всичко заради разредения въздух. С надморска височина, общото съдържание на кислород в един литърима по-малко въздух. Той не насища правилно кръвта и имаме затруднено дишане.
Височината на връх Еверест е 8488 метра. На върха му плътността на въздуха е една трета от стандартната плътност на морското равнище. Човек може да забележи промени вече на височина от 1500 до 2500 метра. Освен това промяната в плътността и налягането се усеща по-остро и вече представлява потенциален риск за здравето.
Най-разредения въздух е характерен за екзосферата - външния слой на атмосферата. Започва от височина 500-1000 километра над земната повърхност. Той плавно преминава в открито пространство, където пространството е близко до състоянието на вакуум. Налягането и плътността на газа в космоса са много ниски.
Хеликоптер и разреден въздух
Много зависи от плътността на въздуха. Например, той определя "таван" за повдигане над земната повърхност. За човек това е десет хиляди метра. Но за да се изкачи толкова високо, е необходима дълга подготовка.
Самолетите също имат своите граници. За хеликоптерите е около 6 хиляди метра. Много по-малко от самолетите. Всичко се обяснява с конструктивните характеристики и принципите на работа на тази "птица".
Хеликоптерът се повишава с витла. Те се въртят, разделяйки въздуха на два потока: над тях и под тях. В горната част въздухът се движи по посока на винтовете, в долната част - срещу. Така плътността под крилото на апарата става по-голяма, отколкото над него. Хеликоптерът сякаш се е подпрял на въздуха отдолуи излита.
Разредения въздух не ви позволява да създадете желаното налягане. При такива условия ще е необходимо значително да се увеличи мощността на двигателя и скоростта на витлата, които самите материали няма да издържат. По правило хеликоптерите летят в по-плътен въздух на височини от 3-4 хиляди метра. Само веднъж пилотът Жан Буле вдигна колата си на 12,5 хиляди метра, но двигателят се запали.
